Нови технологии при постоянните запомнящи устройства. Ssd устройства



Дата25.06.2017
Размер65.12 Kb.


Нови технологии при постоянните запомнящи устройства.

SSD устройства

Един от най-големите недостатъци в конструкцията на твърдите дискове е наличието на въртящи се части. Това води до два основни проблема: уязвимост на диска при удар и вибрации и повишена консумация на енергия. При стационарните компютри това не е от толкова съществено значение, за разлика от преносимите компютри, които са подложени постоянно на физически стрес и при които е важно да има малка консумация на енергия.

Едно от решенията на този проблем е създаването и използването на SSD устройства.

1.Същност на SSD устройствата

Solid state drive (SSD) (буквално „твърдотелно устройство“) е всяко устройство използващо твърдотелна електроника (т.е. без механични части или вакуумни тръби). Името отразява факта, че използваните електронни компоненти са полупроводникови. Въпреки че SSD може да използва всеки тип технология за памети, обикновено се има предвид устройство за съхраняване на данни, базирано на технологията на флаш паметите. За разлика от традиционните (към момента) твърди дискове (HDD), SSD не съдържат никакви механични части.

Флаш базираните SSD започват да се използват по-масово от 2008 г., например в лаптопи ThinkPad X300 с 64 GB SSD. Въпреки че SSD са известни като технология още от началото на 80-те години, едва през последните години те стават приложима алтернатива на твърдите дискове. Основната причина за забавянето на тяхното внедряване е високата им цена.

SSD емулира интерфейса на твърдите дискове (основно Serial ATA), което позволява лесното заместване на HDD с SSD.



фиг. 1 Твърд диск със свален капак (отляво) и SSD устройство (в средата и отдясно)



2.Видове SSD устройства

В зависимост от използваната памет SSD могат да бъдат със SRAM (статична RAM), DRAM (динамична RAM)1 и флаш NAND памет. Понастоящем основно се използват флаш базираните SSD устройства.

Флаш устройствата са два вида: SLC (Single-Level Cell – клетка с 1 ниво) и MLC (multi-level cell – клетка с много нива).

SLC флаш съхранява 1 бит в една клетка, докато MLC съхранява 2 или повече бита в една клетка. MLC удвоява (или повече) плътността и следователно намалява цената, но това е за сметка на производителността. В момента се използват и двата вида:



  • SLC се използва за специализирани продукти от висок клас, предлагайки висока производителност и трайност (до 100 хиляди цикъла запис/изтриване), но малък капацитет и висока цена;

  • MLC се използва за масова употреба, предлагайки голям капацитет и по-ниска цена, но и по-ниска производителност и трайност (до 10 хиляди цикъла запис/изтриване)

В таблица 1 е направено сравнение на характеристиките на SLC и MLC устройства.


Табл. 1 Сравнение между характеристиките на двата типа флаш базирани устройства SSD (Solid State Drive): SLC (Single-Level Cell) и MLC (multi-level cell)





SLC

MLC

Плътност

16 Mbit

32 Mbit

64 Mbit

Скорост на четене

100 ns

120 ns

150 ns

Размер на блок

64 KB

128 KB

Архитектура

x8

x8/x16

Трайност

100 000 цикъла

10 000 цикъла

Работна температура

Индустриална

Комерсиална


3.Технически характеристики

  • Размери: 2.5-инча и по-рядко - 1.8-инча;

  • Време за достъп - 0,1-0,3 ms;

  • Скорост на четене - 150 -270 MB/s и запис – 35-220 MB/s

  • Капацитет – през 2009 г. – до 160 GB по 34-нанометрова технология; 2010-2011 г. – до 600 GB по 28 и 25-нанометрова технология

  • Трайност на клетка: SLC – 100 хиляди цикъла запис/изтриване; MLC – 10 хиляди цикъла запис/изтриване

4.Методи за подобряване на трайността на SSD

Когато SSD се използва за заместване на стандартния твърд диск, малката трайност става проблем, тъй като определени участъци от твърдия диск се записват много често, докато други могат да се запишат само няколко пъти през целия живот на диска. За да облекчи това натоварване, SSD включва сложен изравняващ алгоритъм, който осигурява равномерно използване на клетките. В допълнение се предоставят свободни клетки, за да заменят тези, които са претоварени, удължавайки по този начин живота на устройството. Като се вземат предвид моделите на използване от различни типове потребители, SSD устройствата се проектират да издържат поне 5 години при най-натоварваща употреба.

Колкото се увеличава капацитета на SSD, толкова се увеличава и способността на изравняващия натоварването алгоритъм да разпределя данните между наличните клетки. Обърнете внимание на това, че поради начина, по който работят вътрешно SSD устройствата, концепцията за фрагментацията на файловете губи смисъла си и стартирането на дефрагментираща програма върху SSD няма да доведе до нищо друго, освен да причини по-скорошното изхабяване на устройството. За разлика от магнитните устройства, които трябва да преместват главите си, за да осигурят достъп до данните, записани на различни физически области на диска, SSD може да чете данни от различни области на паметта, без никакво забавяне. Концепцията за разположението на файла става без значение поради изравняването на натоварването. Дори файловете да са съседни за файловата система, реално те се разпръскват по случаен начин между чиповете памет и клетките на SSD.

Съвременните операционни системи като Windows 7 долавят присъствието на SSD и когато се присъедини SSD, автоматично изключват фоновата дефрагментираща функция, запазвайки по този начин трайността на устройството. Когато се използва SSD с Windows Vista или по-ранни версии, всякакви дефрагментиращи функции и програми трябва да се изключат ръчно.






Запомнете! Дефрагментирането на SSD устройства е вредно!

Друга техника за подобряване на трайността на SSD е разширението на ATA интерфейса, наречено команда TRIM. То позволява чувствителни към SSD операционни системи (като Windows 7) да информират интелигентно SSD кои блокове с данни се използват в момента, като значително подобряват скоростта и функционалността на вътрешния изравняващ алгоритъм. За да работи, командата TRIM трябва да се поддържа както от операционната система, така и от SSD устройството. Командата TRIM се поддържа от операционни системи Windows 7 и Server 2008, но не и от по-ранните ОС. Устройствата, произведени след 2009 година, обикновено поддържат TRIM, а някои от по-ранните устройства могат да добавят поддръжката на TRIM чрез надграждане на фърмуера (firmware). При такова надграждане се препоръчва пълно архивиране на информацията, поради вероятност от загубването й.



5.Предимства и недостатъци на SSD устройствата

    1. Предимства на SSD устройствата:

Поради липсата на движещи се части тези устройства имат следните предимства:

  • по-издръжливи са на удар;

  • напълно са безшумни (освен ако не използват охлаждащ вентилатор);

  • в сравнение с HDD консумират 2 до 3 пъти по-малка енергия;

  • имат почти нулево време за търсене на "сектор" с информация. Времето, необходимо на SSD е 0.1 – 0.3 милисекунди, докато при стандартен диск е 12-14.

  • много по-добри скорости за четене (150 -270 MB/s) и запис (35-220 MB/s) от обикновените електромеханични дискове (80 MB/s).

  • новият формат поддържа една и съща скорост на работа, независимо от местонахождението на информацията, докато скоростта на стандартните дискове спада при придвижване из секциите на диска, когато главите се насочват от краищата към центъра на устройството;

  • малки размери и тегло;

    1. Недостатъци

  • по-висока цена на 1 GB капацитет- до 15-20 пъти по-висока от HDD;

  • по-малък капацитет от твърдите дискове;

  • ограничен живот (брой цикли на записване).

6.Приложение

Засега, поради редицата си предимства, които компенсират високата цена, SSD устройствата се използват основно в лаптопи от висок клас и netbook устройства (ултрапортативни лаптопи). За повечето лаптопи и настолни системи, обаче, все още цената и капацитетът на запомнящото устройство са от по-голямо значение и поради това в тях се използват традиционните HDD устройства.

Тъй като цените на SSD устройствата непрекъснато падат, а капацитетът им се увеличава, те ще увеличават своя пазарен дял и вероятно след няколко години ще се използват масово в лаптопите и други преносими устройства (например, видеокамери).

В настолните компютри няма вероятност да заменят в близко бъдеще твърдите дискове, поне докато цените и капацитетите им не се изравнят с тези на HDD.

7.Състоянието на SSD в момента

Новина от 31 март 2011 г. от http://news.laptop.bg

Intel представи новите си Solide State Drive – 320 Series

Intel анонсира новите си Solid State Drive модели, които се явяват като наследници на популярната X25-M серия. Те се наричат 320 Series и разполагат с капацитети между 40 GB и 600 GB. За разлика от предшествениците им, 320 Series са значително по-евтини, но това съвсем не означава, че са по-лоши. Новите модели са изработени по 25-нанометров технологичен процес и притежават скорост на четене и запис от съответно 270 МВ/секунда и 220 МВ/секунда.

Новите дискове поддържат 128-битов Advanced Encryption стандарт и използват 3Gps SATA интерфейс.

Цената на модела от 40GB е $89, 80GB – $158, 120GB – $209, 160GB – $289, 300GB – $529, 600GB – $1069.


Литература

  1. Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 19th Edition. USA, Que, 2009.

  2. SSD дискове. Що е то и струва ли си? http://news.laptop.bg/




1 Тези устройства се наричат още RAM-дискове и не бива да се бъркат с RAM-устройствата

от


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница